基于应力发光材料的肢体运动压力可视化测量

应力发光是机械外力作用于应力发光材料时的发光现象.应力发光材料,尤其是弹性应力发光材料在应力可视化传感领域有着重要的应用前景.基于弹性应力发光材料的发光强度与应力大小的线性特征规律,该材料可以用来制成检测应力强度以及位置的应力分布传感器,实现动态应力的非破坏性检测和应力可视化.人体肢体的动态压力分布能反映出肢体的结构、体姿势的受力和运动状态,甚至是人体健康状态等信息.通过对肢体压力的测试和分析,可获取人体在各体态和运动下的生理和机能参数,这对临床医学诊断、生物力学及体育运动均有重要意义.本文首先利用固相法制备具有绿光发射的SrAl2 O4:Eu2+(SAO-E)应力发光材料,进而利用SAO-E和硅橡胶(Ecoflex复合)制成的柔性应力发光薄膜来采集肢体(足/手/拳)压力图像,不仅达到了肢体压力大小可视化的目的,而且还能够分析不同位置压力大小的分布情况.与传统的测量方式相比,基于应力发光材料的运动肢体压力测量方法直接可视化,不仅提升了辨识度,还可以得到压力细节特征,同时也为运动健康监测提供了一种新的思路.